KR100989198B1 - Process for reducing residual free radical polymerizable monomer content of polymers - Google Patents
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Abstract
용융 형태의 중합체를 다이-t-아밀퍼옥사이드와 같은 유리 라디칼 개시제와 접촉시키는 것을 포함하는, 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 감소시키는 방법을 개시한다.Disclosed are methods for reducing the residual free radical polymerizable monomer content of a polymer, comprising contacting the polymer in molten form with a free radical initiator such as di-t-amylperoxide.
Description
본 발명은 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for reducing the residual free radical polymerizable monomer content of a polymer.
많은 중합체가 예를 들어, 유리 라디칼 중합 공정에 의해 제조될 수 있다는 것은 공지되어 있다. 이러한 공정에서, 중합 공정 종결시 미반응 또는 잔류 단량체가 잔류할 수 있다. 잔류 단량체 물질의 존재는 다양한 이유에서 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들어, 잔류 단량체는 독성이 있거나 또는 불쾌한 냄새에 의해 특징지어질 수 있다. 따라서, 중합체로부터 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체를 감소시키거나 제거하는 공정을 제공할 것이 요구된다.
It is known that many polymers can be produced, for example, by free radical polymerization processes. In this process, unreacted or residual monomer may remain at the end of the polymerization process. The presence of residual monomer materials may be undesirable for various reasons. For example, residual monomers may be characterized by toxic or unpleasant odors. Accordingly, there is a need to provide a process for reducing or removing residual free radical polymerizable monomers from polymers.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명의 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 감소시키는 방법은 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 갖는 용융 형태의 중합체를, 중합체를 기준으로 하여 25 내지 500ppm(백만분율)의 양으로 존재하는 유리 라디칼 개시제와 접촉시키는 것을 포함한다.
The method of reducing the residual free radical polymerizable monomer content of the polymers of the present invention comprises free radical polymers in a molten form having a free radical polymerizable monomer content in an amount of 25 to 500 ppm (millions) based on the polymer. Contacting the initiator.
본 발명의 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 감소시키는 방법은 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 갖는 용융 형태의 중합체를, 중합체를 기준으로 하여 25 내지 500ppm의 양으로 존재하는 유리 라디칼 개시제와 접촉시키는 것을 포함한다.The method of reducing the residual free radical polymerizable monomer content of a polymer of the present invention comprises contacting a polymer in molten form having a free radical polymerizable monomer content with a free radical initiator present in an amount of 25 to 500 ppm based on the polymer. It includes.
보다 상세하게는, 본 발명의 방법은 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 갖는 임의의 중합체 또는 혼성중합체에 사용하기에 적합하다. 유리 라디칼 중합 방법에 의해 중합가능한 단량체의 예로는 알파-올레핀; 다이엔, 예컨대 부타다이엔 및 클로로프렌; 스티렌, 알파-메틸 스티렌 등; 헤테로원자 치환된 알파-올레핀, 예를 들어 바이닐 아세테이트, 바이닐 알킬 에테르, 예컨대 에틸 바이닐 에테르, 바이닐트라이메틸실레인, 바이닐 클로라이드, 테트라플루오로에틸렌, 클로로트라이플루오로에틸렌, N-(3-다이메틸아미노프로필) 메타크릴아마이드, 다이메틸아미노프로필 메타크릴아마이드, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드 및 유사 유도체; 아크릴산 및 이의 유도체, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 아크릴로니트릴; 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시로 치환된 아크릴 에스터 및 유사 유도체, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메 타크릴레이트, 메틸 크로토네이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 알킬 크로토네이트 및 관련 에스터; 환식 및 다환식 올레핀 화합물, 예컨대 사이클로펜텐, 사이클로헥센, 사이클로헵텐, 사이클로옥텐 및 탄소원자수 20 이하의 환식 유도체; 다환식 유도체, 예컨대 노보넨 및 탄소원자수 20 이하의 유사 유도체; 환식 바이닐 에테르, 예컨대 2,3-다이하이드로퓨란, 3,4-다이하이드로피란 및 유사 유도체; 아릴 알콜 유도체, 예컨대 바이닐에틸렌 카보네이트, 이치환된 올레핀, 예를 들어, 말레 화합물 및 푸마르 화합물, 예컨대 말레 무수물, 다이에틸푸마레이트 등; 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.More specifically, the process of the present invention is suitable for use in any polymer or interpolymer having a residual free radical polymerizable monomer content. Examples of monomers polymerizable by the free radical polymerization method include alpha-olefins; Dienes such as butadiene and chloroprene; Styrene, alpha-methyl styrene and the like; Heteroatom substituted alpha-olefins such as vinyl acetate, vinyl alkyl ethers such as ethyl vinyl ether, vinyltrimethylsilane, vinyl chloride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, N- (3-dimethyl Aminopropyl) methacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide, acrylamide, methacrylamide and similar derivatives; Acrylic acid and its derivatives such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, acrylonitrile; Acrylic esters and similar derivatives substituted with methoxy, ethoxy, propoxy or butoxy, such as methyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, methyl crotonate, glycidyl methacrylate , Alkyl crotonates and related esters; Cyclic and polycyclic olefin compounds such as cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene and cyclic derivatives having up to 20 carbon atoms; Polycyclic derivatives such as norbornene and similar derivatives having up to 20 carbon atoms; Cyclic vinyl ethers such as 2,3-dihydrofuran, 3,4-dihydropyran and similar derivatives; Aryl alcohol derivatives such as vinylethylene carbonate, disubstituted olefins such as male compounds and fumar compounds such as male anhydride, diethyl fumarate and the like; And mixtures thereof, but is not limited thereto.
잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 갖는 단일중합체 또는 혼성중합체의 예로는 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌-알킬크로토네이트), 예컨대 폴리(에틸렌-메틸 크로토네이트), 폴리스티렌, 폴리(에틸렌-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-바이닐 알콜 유도체), 예컨대 폴리(에틸렌-바이닐아세테이트), 폴리(에틸렌-바이닐 클로라이드), 폴리(에틸렌-테트라플루오로에틸렌), 폴리(에틸렌-노보넨), 폴리(에틸렌-메틸크로토네이트), 폴리(에틸렌-글리시딜 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌-메타크릴아마이드), 폴리(에틸렌-아크릴로니트릴), 폴리(에틸렌-말레 무수물), 폴리(에틸렌-바이닐에틸렌 카보네이트) 등이 있으나 이에 한정되지는 않는다. 바람직한 실시태양에서 사용되는 혼성중합체는 메틸 아크릴레이트 함량 24중량% 및 용융지수 1.8g/10분을 갖는 SP2260 폴리(에틸렌-메틸아크릴레이트)로서 이스트만 케미칼 컴파니로부터 입수가능하다.Examples of homopolymers or interpolymers having residual free radical polymerizable monomer content include polyethylene, poly (ethylene-alkylcrotonate) such as poly (ethylene-methyl crotonate), polystyrene, poly (ethylene-methylacrylate) , Poly (ethylene-butylacrylate), poly (ethylene-vinyl alcohol derivative) such as poly (ethylene-vinylacetate), poly (ethylene-vinyl chloride), poly (ethylene-tetrafluoroethylene), poly (ethylene- Norbornene), poly (ethylene-methylcrotonate), poly (ethylene-glycidyl methacrylate), poly (ethylene-methacrylamide), poly (ethylene-acrylonitrile), poly (ethylene-maleic anhydride ), Poly (ethylene-vinylethylene carbonate) and the like, but is not limited thereto. The interpolymer used in the preferred embodiment is available from Eastman Chemical Company as SP2260 poly (ethylene-methylacrylate) having a methyl acrylate content of 24% by weight and a melt index of 1.8 g / 10 min.
유리 라디칼 중합 공정은 공지되어 있으며 유리 라디칼 생성기, 예를 들어 퍼옥사이드 또는 아조 개시제로부터 유리 라디칼의 형성으로 개시되는 반응을 포함한다. 반응은 추가의 불포화 단량체에 순차적으로 첨가하여 성장 쇄 또는 중합체를 형성하는 순차적인 방법으로 불포화 단량체 분자에 유리 라디칼을 첨가함으로써 개시된다. 반응 매개변수, 예컨대 압력(저밀도 폴리에틸렌(LDPE)에 대한 전형적인 수행 압력은 10,000 내지 40,000psi 또는 1500 내지 3000atm이다) 및 온도(LDPE에 대한 전형적인 수행 온도는 200 내지 300℃이다)는 변화하여 생성물의 결과에 영향을 미칠 수 있다(추가의 정보를 위해 문헌[Kirk-Othmer Vol. 6, p.383, "Encyclopedia of Chemical Technology"]을 참조한다).Free radical polymerization processes are known and include reactions initiated by the formation of free radicals from free radical generators such as peroxides or azo initiators. The reaction is initiated by the addition of free radicals to the unsaturated monomer molecules in a sequential manner in which they are added sequentially to further unsaturated monomers to form a growth chain or polymer. Reaction parameters such as pressure (typical running pressure for low density polyethylene (LDPE) is 10,000 to 40,000 psi or 1500 to 3000 atm) and temperature (typical running temperature for LDPE is 200 to 300 ° C.) change to result in product (See Kirk-Othmer Vol. 6, p. 383, "Encyclopedia of Chemical Technology" for further information).
본 발명의 방법의 수행시, 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 갖는 중합체는 중합체의 용융을 위해 중합체의 융점보다 높은 온도까지 가열된다. 중합체가 이미 용융 형태일 경우는, 중합체를 용융 상태로 유지시키기 위하여 중합체의 융점보다 높은 온도로 유지된다. 이어서, 용융 형태의 중합체는, 중합체를 기준으로 하여 25 내지 500ppm의 양으로 존재하는 유리 라디칼 개시제와 접촉된다. 이 공정의 결과, 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량이 감소된다. 바람직한 실시태양에서, 공정은 중합체를 기준으로 하여 50 내지 300ppm의 유리 라디칼 개시제의 존재하에서 수행되며, 보다 바람직한 실시태양에서는 90 내지 150ppm의 유리 라디칼 개시제의 존재하에서 수행된다.In carrying out the process of the invention, the polymer with residual free radical polymerizable monomer content is heated to a temperature above the melting point of the polymer for melting the polymer. If the polymer is already in molten form, it is maintained at a temperature above the melting point of the polymer to keep the polymer in the molten state. The polymer in molten form is then contacted with the free radical initiator present in an amount of 25 to 500 ppm based on the polymer. As a result of this process, the residual free radical polymerizable monomer content of the polymer is reduced. In a preferred embodiment, the process is carried out in the presence of 50 to 300 ppm free radical initiator, based on the polymer, and in a more preferred embodiment in the presence of 90 to 150 ppm free radical initiator.
임의의 유리 라디칼 개시제가 본 발명의 방법을 수행하는데 사용될 수 있다. 유리 라디칼 개시제는 유리 라디칼을 생성함으로써 화학 반응을 개시하는 화학 물질이다. 추가의 정보를 위해, 문헌[Kirk Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", Vol. 14, p.431]을 참조한다. 적합한 유리 라디칼 개시제로는 하기의 예가 포함되나 이에 한정되지는 않는다: Any free radical initiator can be used to carry out the method of the invention. Free radical initiators are chemicals that initiate chemical reactions by generating free radicals. For further information, see Kirk Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology", Vol. 14, p.431. Suitable free radical initiators include, but are not limited to, the following examples:
1. 유기 퍼옥사이드(열에 의한 개시가 요구된다):1.Organic Peroxide (Heat Initiation Required):
a. t-알킬 퍼옥시에스터a. t-alkyl peroxyester
t-부틸 퍼옥시벤조에이트 t-butyl peroxybenzoate
t-부틸 퍼옥시아세테이트 t-butyl peroxyacetate
t-부틸 퍼옥시피발레이트 t-butyl peroxy pivalate
t-부틸 퍼옥시말레에이트 t-butyl peroxymaleate
b. 모노퍼옥시카보네이트b. Monoperoxycarbonate
OO-t-부틸 O-아이소프로필 모노퍼옥시카보네이트 OO-t-butyl O-isopropyl monoperoxycarbonate
c. 다이퍼옥시케탈c. Diperoxyketal
에틸 3,3-다이-(t-아밀퍼옥시)-부티레이트 Ethyl 3,3-di- (t-amylperoxy) -butyrate
n-부틸-4,4-다이(t-부틸퍼옥시)-발레레이트 n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy)-valerate
1,1-다이(t-부틸퍼옥시)-사이클로헥세인 1,1-di (t-butylperoxy) -cyclohexane
1,1-다이(t-아밀퍼옥시)-사이클로헥세인 1,1-di (t-amylperoxy) -cyclohexane
d. 다이알킬 퍼옥사이드d. Dialkyl peroxide
2,5-다이(t-부틸퍼옥시)-2,5-다이메틸-3-헥신 2,5-di (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne
2,5-다이(t-부틸퍼옥시)-2,5-다이메틸헥세인 2,5-di (t-butylperoxy) -2,5-dimethylhexane
다이-t-아밀퍼옥사이드 Di-t-amyl peroxide
다이-t-부틸 퍼옥사이드 Di-t-butyl peroxide
다이쿠밀 퍼옥사이드 Dicumyl Peroxide
e. t-알킬 하이드로퍼옥사이드e. t-alkyl hydroperoxide
t-부틸 하이드로퍼옥사이드 t-butyl hydroperoxide
t-아밀 하이드로퍼옥사이드 t-amyl hydroperoxide
알파-쿠밀 하이드로퍼옥사이드 Alpha-cumyl hydroperoxide
f. 케톤 퍼옥사이드f. Ketone peroxide
메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드 Methyl ethyl ketone peroxide
사이클로헥세인온 퍼옥사이드 Cyclohexane peroxide
2,4-펜테인다이온 퍼옥사이드 2,4-pentaneion peroxide
g. 기타{문헌[G. Luft 및 H. Bitsch, J. Macromol. Sci. Chem., A11(6), 1089 (1977)]}g. Others {G. Luft and H. Bitsch, J. Macromol. Sci. Chem. , A11 (6), 1089 (1977)]}
아이소부틸 퍼옥사이드 Isobutyl Peroxide
아이소프로필 퍼옥시다이카보네이트 Isopropyl peroxydicarbonate
다이-n-부틸 퍼옥시다이카보네이트 Di-n-butyl peroxydicarbonate
다이-s-부틸 퍼옥시다이카보네이트 Di-s-butyl peroxydicarbonate
t-부틸 퍼네오데케인에이트 t-butyl perneodecaneate
다이옥테인일 퍼옥사이드 Dioctylyl peroxide
다이데케인일 퍼옥사이드 Diedecaneyl peroxide
다이프로프리오닐 퍼옥사이드 Dipropionyl Peroxide
다이데케인일 퍼옥사이드 Diedecaneyl peroxide
다이프로피오닐 퍼옥사이드 Dipropionyl peroxide
다이라우로일 퍼옥사이드 Dilauroyl Peroxide
t-부틸 퍼아이소부티레이트 t-butyl perisobutyrate
t-부틸 퍼아세테이트 t-butyl peracetate
t-부틸 퍼-3,5,5-트라이메틸 헥세인에이트 t-butyl per-3,5,5-trimethyl hexane
2. 아조 화합물(열에 의한 개시가 요구된다):2. Azo compounds (heat initiation is required):
2,2'-아조비스[4-메톡시-2,4-다이메틸]펜테인니트릴 2,2'-azobis [4-methoxy-2,4-dimethyl] pentanenitrile
2,3'-아조비스[2,4-다이메틸]펜테인니트릴 2,3'-azobis [2,4-dimethyl] pentanenitrile
2,2'-아조비스[아이소부티로니트릴] 2,2'-azobis [isobutyronitrile]
3. 탄소-탄소 개시제(열에 의한 개시가 요구된다):3. Carbon-carbon initiator (thermal initiation is required):
2,3-다이메틸-2,3-다이페닐부테인 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane
3,4-다이메틸-3,4-다이페닐헥세인 3,4-dimethyl-3,4-diphenylhexane
1,1,2,2-테트라페닐-1,2-비스(트라이메틸실옥시)에테인 1,1,2,2-tetraphenyl-1,2-bis (trimethylsiloxy) ethane
4. 무기 퍼옥사이드(열에 의한 개시가 요구된다): 4. Inorganic peroxide (thermal initiation required):
수소 퍼옥사이드 Hydrogen peroxide
칼륨 퍼옥시다이설페이트 Potassium peroxydisulfate
5. 광개시제(빛에 의한 개시가 요구된다):5. Photoinitiators (initiation by light is required):
벤조펜온 Benzophenone
4-페닐벤조펜온 4-phenylbenzophenone
잔톤 Xanton
티오잔톤 Thioxanthone
2-클로로티오잔톤 2-chlorothioxanthone
4,4'-비스(N,N'-다이메틸아미노 벤조펜온)(미첼러(Michler) 케톤) 4,4'-bis (N, N'-dimethylamino benzophenone) (Michler ketone)
벤질 benzyl
9,10-페네인트라퀸온 9,10-Penetraquinone
9,10-안트라퀸온 9,10-anthraquinon
알파,알파-다이메틸-알파-하이드록시아세토펜온 Alpha, alpha-dimethyl-alpha-hydroxyacetophenone
(1-하이드록사이클로헥실)-페닐메테인온 (1-hydroxycyclohexyl) -phenylmethaneone
벤조인 에테르 Benzoin ether
메틸 methyl
에틸 ethyl
아이소부틸 Isobutyl
알파,알파-다이메톡시-알파-페닐아세토펜온 Alpha, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone
1-페닐-1,2-프로페인다이온,2-(O-벤조일)옥심 1-phenyl-1,2-propaneionone, 2- (O-benzoyl) oxime
다이페닐(2,4,6-트라이메틸벤조일)포스핀옥사이드 Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide
알파-다이메틸아미노-알파-에틸-알파-벤질-3,5-다이메틸-4-몰폴리노아세토펜온. Alpha-dimethylamino-alpha-ethyl-alpha-benzyl-3,5-dimethyl-4-morpholinoacetophenone.
바람직한 실시태양에서는 유리 라디칼 개시제로서 다이-t-아밀퍼옥사이드를 사용한다.In a preferred embodiment, di-t-amylperoxide is used as the free radical initiator.
중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량을 감소시키기 위해 수행되는 중합체와 유리 라디칼 개시제의 접촉을 위한 기간은 잔류 유리 라디칼 중합가 능한 단량체 함량의 감소를 달성하는데 요구되는 임의의 기간일 수 있다. 그러나, 중합체와 유리 라디칼 개시제의 접촉이 10분이내에 완료되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5초 내지 10분이내에 완료되도록 하는 것이다. 이러한 방식으로 중합체의 분해를 피할 수 있다.The period for contacting the polymer with the free radical initiator carried out to reduce the residual free radical polymerizable monomer content of the polymer can be any period required to achieve a reduction in the monomer content capable of residual free radical polymerization. However, it is preferable that the contact of the polymer with the free radical initiator is completed within 10 minutes, more preferably to be completed within 5 seconds to 10 minutes. In this way, degradation of the polymer can be avoided.
본 발명의 방법은 임의의 적합한 장치에서 수행될 수 있다. 예컨대 본 발명의 방법은 공지된 반응 압출 기술을 사용하여 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 기술은 압출기에서 중합체를 가열하여 중합체를 용융시키고 용융된 중합체를 유리 라디칼 개시제와 혼합하는 것을 포함한다. 바람직하게는 압출기로서 이축 스크루 압출기를 사용한다.The method of the invention can be carried out in any suitable apparatus. For example, the process of the invention may be preferably carried out using known reaction extrusion techniques. Such techniques include heating the polymer in an extruder to melt the polymer and mix the molten polymer with free radical initiators. Preferably a twin screw extruder is used as the extruder.
본 발명은 하기 실시예들을 참고함으로써 보다 쉽게 이해될 것이다. 일단 본 발명을 충분히 개시하였지만, 당분야의 숙련가에게 자명한 본 발명의 많은 기타 형태가 존재할 수 있음은 물론이며, 따라서 하기 실시예들은 단지 예시의 목적으로 주어진 것으로서 어떠한 방법으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 함이 인식된다.
The invention will be more readily understood by reference to the following examples. Once the present invention has been fully disclosed, it is to be understood that many other forms of the invention may be apparent to those skilled in the art, and therefore the following examples are given by way of illustration only and limit the scope of the invention in any way. It is recognized that it should not be interpreted.
하기 실시예에서, 하기 기술된 시험 과정을 본원의 중합체의 성질을 평가하는데 사용하였다:In the following examples, the test procedures described below were used to evaluate the properties of the polymers herein:
용융지수 - ASTM 시험 방법 D-1238Melt Index-ASTM Test Method D-1238
용융지수 비율 - ASTM 시험 방법 D-1238 Melt Index Ratio-ASTM Test Method D-1238
잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량 - 하기에 정의된 헤드스페이스(headspace) 공정 Residual Free Radical Polymerizable Monomer Content—Headspace Process Defined Below
중합체 펠렛에서 잔류 유리 라디칼 중합가능한 공단량체의 결정을 위한 헤드스페이스 공정Headspace Process for Determination of Residual Free Radical Polymerizable Comonomers in Polymer Pellets
선택 이온 검색(SIM) 기체 크로마토그래피/질량 분광법(GC/MS)을 이용하여 검체 헤드스페이스를 분석함으로써 공중합체에서 잔류 공단량체(CM)를 결정하는 공정을 본 단락에서 요약한다. GC에 도입하기 위하여, 고체 상 미세추출(SPME)을 이용하여 각 검체의 헤드스페이스로부터 휘발성 물질을 농축하였다. 75㎛ 카복센/폴리다이메틸실옥산 섬유(수펠코(Supelco) 크로마토그래피 생성물)를 함유하는 수동 섬유 지지체를 사용하여 SPME를 수행하였다. 대략 10g의 중합체 펠렛을 정확하게 계량하여 격벽 캡이 달린 40ml 유리용기에 밀봉하였다. 섬유를 60℃에서 유리용기의 헤드스페이스에 60분동안 노출시킨 다음 펠렛을 60℃에서 24시간동안 평형화시켰다. 주입동안 비분할모드에서 작동하는 유입구를 갖는 하기 개시된 장치를 이용하여 GC/MS에 의해 0.3분동안 검체를 분석하였다. 휴렛-팩커드(Hewlett-Packard, HP) 5989 질량 선택 검출기를 갖는 HP 5890 시리즈 II 기체 크로마토그래피를 이용하여 데이터를 수집하였다. 다음의 오븐 프로파일을 사용하는 DB-5ms(J&W) 칼럼(30m x 0.25mm 내부직경, 10㎛ 필름 두께)상에서 분리를 수행하였다: 10℃/분의 속도로 30℃(2분, 유지)→160℃(유지 없음). 질량 선택 검출기를 전자 충격 이온화를 사용하여 70eV에서 작동하고 27, 42, 55 및 85 amu의 이온에 대해 SIM 방법으로 스캔하였다. 2.13 포착 주기/초로 이동되는 각 질량에 대해 100밀리초 (millisecond)의 보압시간을 사용하였다.The process of determining the residual comonomer (CM) in a copolymer by analyzing sample headspace using selective ion search (SIM) gas chromatography / mass spectroscopy (GC / MS) is summarized in this paragraph. For introduction into GC, volatiles were concentrated from the headspace of each sample using solid phase microextraction (SPME). SPME was performed using a passive fiber support containing 75 μm carboxyl / polydimethylsiloxane fibers (Supelco chromatography product). Approximately 10 g of polymer pellets were accurately weighed and sealed in 40 ml glass containers with septum caps. The fibers were exposed to the headspace of the glass vessel at 60 ° C. for 60 minutes and then the pellets were equilibrated at 60 ° C. for 24 hours. Samples were analyzed for 0.3 minutes by GC / MS using the apparatus described below with inlets operating in non-dividing mode during injection. Data was collected using HP 5890 Series II gas chromatography with Hewlett-Packard (HP) 5989 mass selection detector. Separation was performed on a DB-5ms (J & W) column (30m × 0.25mm inner diameter, 10μm film thickness) using the following oven profile: 30 ° C. (2 min, hold) → 160 at a rate of 10 ° C./min. ° C (no maintenance). The mass selection detector was operated at 70 eV using electron impact ionization and scanned by SIM method for ions of 27, 42, 55 and 85 amu. A hold time of 100 milliseconds was used for each mass shifted to 2.13 capture cycles / second.
검체 헤드스페이스에서 잔류 CM의 농도는 m/z 55에 대해 추출된 이온 크로마토그램으로부터 통합된 CM 피크 면적 및 질소에서 공지된 CM 농도의 기체 표준으로부터 결정된 반응 인자를 사용하여 계산하였다. 표준은 질소 1ml당 0 내지 9.6나노그램 CM의 농도 범위이다. 펠렛의 중량 및 중합체의 밀도로부터 각 유리용기의 헤드스페이스의 부피 VHS를 산출하여 [CM]HS와 VHS의 곱으로서 헤드스페이스내의 CM의 총량을 제공하였다. 60℃에서 확장 가열시 펠렛에 원래 존재하는 CM이 실질적으로 전부 헤드스페이스로 유도되는 것으로 가정하였다. 따라서, CM의 총량을 중합체 검체의 중량으로 나눔으로써 중합체내의 CM의 농도를 측정하였다.The concentration of residual CM in the sample headspace was calculated using the CM peak area integrated from the ion chromatogram extracted for m / z 55 and the response factor determined from gas standards of known CM concentration in nitrogen. Standards range in concentration from 0 to 9.6 nanograms CM per ml of nitrogen. The volume V HS of the headspace of each glass container from the weight of the pellet and the density of the polymer was calculated to give the total amount of CM in the headspace as the product of [CM] HS and V HS . It was assumed that upon extended heating at 60 ° C., the CM originally present in the pellet was substantially all led to the headspace. Therefore, the concentration of CM in the polymer was measured by dividing the total amount of CM by the weight of the polymer sample.
실시예 1 내지 3Examples 1 to 3
실시예 1 내지 3에서, 중합체 및 유리 라디칼 개시제로서 첨가되는 다이-t-아밀퍼옥사이드의 양을 제외하고는 동일한 조건하에서 공정을 수행하였다. 보다 상세하게는, 모든 대역이 약 175℃의 온도에서 평형화된 베르스토프(Berstorff) ZE-25, 33L/D(길이/직경) 이축 스크루 압출기를 사용하여 공정을 수행하였다. 약 45분동안 평형화한 후, 이스트만 케미칼 컴파니로부터 입수가능한, 24중량%의 메틸 아크릴레이트 함량 및 1.8g/10분의 용융지수를 갖는 SP2260 에틸렌-메틸 아크릴레이트 혼성중합체를 다양한 속도로 도입하였다. 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량의 감소를 달성하기 위하여 다이-t-아밀퍼옥사이드 유리 라디칼 개시제(석유 에테르에 용해됨)를 중합체가 충분한 유리 라디칼 개시제와 접촉하도 록 하는 비율로 도입하였다. 100ppm 초과의 잔류 메틸 아크릴레이트 함량을 갖는 SP2260 혼성중합체를 유리 라디칼 개시제와 접촉시켰다. 각 실시예 1 내지 3에서, 압출기를 통과시켜 채색된 펠렛에 대해 요구되는 시간을 계산함으로써 중합체와 유리 라디칼 개시제의 접촉에 대한 체류시간이 약 25 내지 30초인 것으로 결정하였다. 압출기로부터 수득된 중합체 스트랜드를 물통에서 식힌 다음, 작은 펠렛으로 절단하였다. 수득된 중합체 펠렛의 성질은 하기 표 1에 나타내었다.In Examples 1 to 3, the process was carried out under the same conditions except for the amount of di-t-amylperoxide added as polymer and free radical initiator. More specifically, the process was carried out using a Berstorff ZE-25, 33L / D (length / diameter) twin screw extruder, where all zones were equilibrated at a temperature of about 175 ° C. After equilibration for about 45 minutes, SP2260 ethylene-methyl acrylate interpolymers with 24 wt% methyl acrylate content and 1.8 g / 10 min melt index, available from Eastman Chemical Company, were introduced at various rates. A di-t-amylperoxide free radical initiator (dissolved in petroleum ether) was introduced at a rate such that the polymer was in contact with sufficient free radical initiator to achieve a reduction in the residual free radical polymerizable monomer content of the polymer. The SP2260 interpolymer having a residual methyl acrylate content above 100 ppm was contacted with the free radical initiator. In each of Examples 1-3, it was determined that the residence time for contact of the polymer with the free radical initiator was about 25-30 seconds by calculating the time required for the colored pellets to pass through the extruder. The polymer strand obtained from the extruder was cooled in a bucket and then cut into small pellets. The properties of the obtained polymer pellets are shown in Table 1 below.
실시예 1Example 1
SP2260 혼성중합체를 약 6lb/hr의 속도로 도입하고, 중합체가 다이-t-아밀퍼옥사이드 약 150ppm과 접촉하도록 하는 속도로 다이-t-아밀퍼옥사이드를 도입하였다.The SP2260 interpolymer was introduced at a rate of about 6 lb / hr and the di-t-amyl peroxide was introduced at a rate that allowed the polymer to contact about 150 ppm of the di-t-amyl peroxide.
실시예 2Example 2
SP2260 혼성중합체를 약 8lb/hr의 속도로 도입하고, 중합체가 다이-t-아밀퍼옥사이드 약 112ppm과 접촉하도록 하는 속도로 다이-t-아밀퍼옥사이드를 도입하였다. The SP2260 interpolymer was introduced at a rate of about 8 lb / hr and the di-t-amyl peroxide was introduced at a rate that caused the polymer to contact about 112 ppm of the di-t-amyl peroxide.
실시예 3Example 3
SP2260 혼성중합체를 약 10lb/hr의 속도로 도입하고, 중합체가 다이-t-아밀퍼옥사이드 약 90ppm과 접촉하도록 하는 속도로 다이-t-아밀퍼옥사이드를 도입하였다. The SP2260 interpolymer was introduced at a rate of about 10 lb / hr and the di-t-amyl peroxide was introduced at a rate that caused the polymer to contact about 90 ppm of the di-t-amyl peroxide.
상기한 바와 같이 실시예 1 내지 3을 수행함으로써 수득된 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The results obtained by performing Examples 1 to 3 as described above are shown in Table 1 below.
표 1의 데이터로부터, 본 발명의 방법은 중합체의 잔류 유리 라디칼 중합가능한 단량체 함량에 있어서 현저한 감소를 달성한다는 것을 관찰하였다. 또 하나의 유용한 특징으로서, 본 발명의 방법은 중합체의 기타 물리적 성질을 실질적으로 변화시키지 않는다는 것이다. From the data in Table 1, it was observed that the process of the present invention achieves a significant reduction in the residual free radical polymerizable monomer content of the polymer. As another useful feature, the method of the present invention does not substantially change the other physical properties of the polymer.
본원에 개시된 발명의 형태는 단시 예시하기 위한 것으로, 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 하기 청구의 범위에 속하는 모든 변형을 포함한다.It is to be understood that the forms of the invention disclosed herein are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. The present invention includes all modifications falling within the scope of the following claims.
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